אויפֿבויען אַ קאַליבראַציע־קורווע פֿאַר מעטילען־בלוי: בלאַנקן, קייט און לינעאַריטעט

צוויי אַנאַליטיקער ניצן איין פֿלאַש פֿון אַ מעטילען־בלוי־שטאַמלייזונג, און יעדער בויט אַ קאַליבראַציע־קורווע. דער ערשטער באַקומט אַ גלײַכע ליניע דורך דעם נולפּונקט און מעסט אומבאַקאַנטע פּראָבן מיט זיכערקייט. דער צווייטער באַקומט אַ ליניע וואָס בייגט זיך בײַם אויבערשטן עק, אַ אָפּשניט אויף דער אַקס וואָס דערנענטערט זיך ניט צו נול, און פּראָבע־רעזולטאַטן וואָס פֿאַררוקן זיך מיט דער צעפֿינערונג. דער זעלבער פֿאַרבשטאָף, דער זעלבער אינסטרומענט, די זעלבע כוואַליע־לענג. דער אונטערשייד איז ניט אין דער פֿעיִקייט. ער איז אין דער פּלאַנירונג: וואָס איז אַרײַן אין דעם בלאַנק, וועלכע קאָנצענטראַציעס האָט מען אויסגעקליבן, און צי די קאָנטראָלירטע קייט איז געבליבן אין דעם געגנט וווּ איין פּשוטער מאָדעל גילט נאָך אַלץ.

אַ קאַליבראַציע־קורווע איז אַן אָפּמאַך צווישן אַן אינסטרומענט־רעאַקציע און אַ קאָנצענטראַציע, גילטיק בלויז אונטער די באַדינגונגען אין וועלכע מען האָט זי געבויט. פֿאַר מעטילען־בלוי האָט דער אָפּמאַך אַ באַקאַנטן שוואַכן פּונקט. דער פֿאַרבשטאָף אַסאָציִיִרט זיך מיט זיך אַליין אין וואַסער, אַזוי אַז דער אַבזאָרבירנדיקער כעמישער מין ענדערט זיך מיט דער קאָנצענטראַציע. אַ קורווע וואָס מע בויט איבער אַזאַ ענדערונג וועט ניט זײַן גלײַך, און קיין שום סטאַטיסטיק וועט עס ניט פֿאַרריכטן. דער אַרטיקל ווײַזט ווי צו פּלאַנירן די קורווע אַזוי אַז די ליניע זאָל האָבן אַ באַדײַט: אויסקלײַבן דעם ריכטיקן בלאַנק, האַלטן די קייט אין דעם מאָנאָמער־רעזשים, מאַכן ערלעכע רעפּליקאַטן, און באַטראַכטן קרימונג ווי אינפֿאָרמאַציע, ניט ווי ראַש.

הייבט אָן מיט דעם בלאַנק, ניט מיט די סטאַנדאַרדן

דער בלאַנק דעפֿינירט נול, און פֿאַר מעטילען־בלוי מוז ער אַנטהאַלטן אַלץ אַחוץ דעם פֿאַרבשטאָף. די זעלבע וואַסער־קוואַליטעט, דער זעלבער בופֿער און pH, די זעלבע זאַלצן, דער זעלבער טייל מיט־סאָלווענט, די זעלבע טעמפּעראַטור. גרייט צו די קאַליבראַציע־סטאַנדאַרדן אין דער זעלבער מאַטריץ. דער טעם איז כעמיש, ניט ביוראָקראַטיש. זאַלץ און סאָלווענט פֿאַררוקן דעם באַלאַנס צווישן מאָנאָמער, דימער און העכערע אַגרעגאַטן, וואָס ענדערט דעם ספּעקטרום בײַ דער מעסט־כוואַליע־לענג. אַ בלאַנק פֿון בלויז וואַסער קען ניט קאָריגירן אַ מאַטריץ־פֿאַרשאַפֿענע ענדערונג אין דער פֿאַרטיילונג פֿון כעמישע מינים. די גלאָבאַלע אַנאַליז פֿון מעטילען־בלוי־ספּעקטרען אין וואַסער, צוטריטלעך דורך איר אָפֿן־צוטריט־רעקאָרד, האָט וואַרייִרט נאַטריום־כלאָריד פֿון 0 ביז 0.15 M דווקא ווײַל די יאָנישע שטאַרקייט פֿאַררוקט דעם גלײַכגעוויכט, און די אַגרעגאַציע איז געוואַקסן מיטן זאַלץ.

איין פּראַקטישע פֿאָלגע: קאַליברירט קיינמאָל ניט אין דעיאָניזירט וואַסער און מעסט דערנאָך פּראָבן אין פֿאָספֿאַט־בופֿער אָדער אָפּוואַסער־פֿילטראַט. ווען עס איז ניטאָ קיין מאַטריץ פֿרײַ פֿונעם אַנאַליט, איז סטאַנדאַרט־צוגעבן אין דער פּראָבע אַליין בעסער ווי אַן אויסערלעכע קורווע וואָס שטימט ניט מיט דער מאַטריץ. פֿאַרבונדענע אנווײַזונגען וועגן פֿאַרלאָזלעכע אַנאַליזן אין וואַסער געפֿינען זיך אין דער באַהאַנדלונג פֿון מאַטריצן און שטערונגען, און די אַלגעמיינע פּרינציפּן פֿון קוואַנטיטאַטיווע פֿאַרבשטאָף־אַנאַליזן ווערן באַהאַנדלט אין דער איבערזיכט פֿון אַנאַליז־פּלאַנירונג.

קלײַבט אויס אַ קייט וווּ איין כעמישער מין דאָמינירט

קוואַנטיפֿיצירן בײַם לאַנגכוואַליעדיקן באַנד לעבן 664 nm נעמט אָן אַז דער רובֿ פֿונעם פֿאַרבשטאָף איז מאָנאָמעריש. אין פּשוט וואַסער גילט די הנחה נאָר ווען די לייזונגען בלײַבן צעפֿינערט, בערך אין דעם נידעריקן מיקראָמאָלאַרן געגנט. פּובליקירטע עמפּירישע שיפּוען אילוסטרירן די גרענעץ: קאַליבראַציעס וואָס בלײַבן אונטער בערך 7 מיקראָמאָלאַר אין 1 cm צעלן געבן אַ שיפּוע לעבן 82,000 M-1 cm-1, בעת אַ קאַליבראַציע אויסגעצויגן ביז בערך 37 מיקראָמאָלאַר פֿאַלט צו בערך 67,100, ווײַל די אויבערשטע סטאַנדאַרדן אַנטהאַלטן שוין אַ באַמערקבאַרע מאָס דימער. יעדער קאָעפֿיציענט וואָס ווערט דאָ ציטירט איז באַצייכנט מיט זײַנע באַדינגונגען אין דער ספּעקטראַלער רעפֿערענץ פֿאַר מעטילען־בלוי, וואָס איז דער ריכטיקער אָרט צו פֿאַרגלײַכן ציפֿערן; דער אַרטיקל ניצט זיי בלויז צו באַשטימען די קייט.

די פּלאַנירונג־כּללים פֿאָלגן גלײַך דערפֿון:

1. האַלט דעם העכסטן סטאַנדאַרט גענוג צעפֿינערט, אַז די פֿאָרעם פֿונעם ספּעקטרום זאָל בלײַבן סטאַביל. בעת דער אַנטוויקלונג סקאַנירט די גאַנצע זעעוודיקע קייט (בערך 550 ביז 750 nm) פֿאַר יעדן ניוואָ, אַנשטאָט אויסצולייענען בלויז איין כוואַליע־לענג. אויב נאָרמאַליזירטע ספּעקטרען ענדערן די פֿאָרעם מיט דער קאָנצענטראַציע, ענדערט זיך די כעמיע און די קייט איז צו ברייט.
2. פֿאָלגט נאָך דעם פֿאַרהעלטעניש פֿון אַבזאָרבאַנץ לעבן 610 nm צו אַבזאָרבאַנץ לעבן 665 nm איבער די ניוואָען. אַ פֿאַרהעלטעניש וואָס שטײַגט מיט דער קאָנצענטראַציע מיינט אַז די דימער־אַקסל וואַקסט און דער מאָנאָמער־מאָדעל הייבט אָן דורכצופֿאַלן. די דיאַגנאָסטיק ווערט ווײַטער דערקלערט אין דעם וועגווײַזער צו אַגרעגאַציע און קאָנצענטראַציע־ווירקונגען.
3. ניצט אַ 1 cm צעל פֿאַר אַרבעט אין נידעריקע מיקראָמאָלאַרע קאָנצענטראַציעס. מיט אַ שיפּוע לעבן 82,000 גיט 5 מיקראָמאָלאַר אַן אַבזאָרבאַנץ לעבן 0.41 און 10 מיקראָמאָלאַר גיט בערך 0.82, ביידע באַקוועם פֿאַר רובֿ אינסטרומענטן.
4. פֿאַר קאָנצענטרירטע שטאַמלייזונגען פֿאַרקירצט דעם אָפּטישן וועג אַנשטאָט זיך צופֿרידנצושטעלן מיט אַן אַבזאָרבאַנץ ווײַט העכער פֿון 1, אָבער געדענקט אַז אַ קורצער וועג פֿאַרריכט די פֿאָטאָמעטריע, ניט די כעמיע. אַגרעגאַציע איז אָפּהענגיק פֿון קאָנצענטראַציע, ניט פֿון וועג־לענג, דערפֿאַר דאַרף אַ קאָנצענטרירטע שטאַמלייזונג נאָך אַלץ אַן אייגענע באַהאַנדלונג וואָס נעמט אין באַטראַכט די כעמישע מינים, אַנשטאָט אַ קורווע פֿאַר צעפֿינערטע מאָנאָמערן.

די גלאָבאַלע מאָדעל־צופּאַסונג, אויף וועלכער אַ סך פֿון דעם בילד באַזירט זיך, האָט אַרומגענומען 224 ספּעקטרען פֿון 1.1 מיקראָמאָלאַר ביז 3.4 מילימאָלאַר און געפֿונען אַז אַ טעטראַמער־סיגנאַל איז שוין דערקענבאַר אונטער 34 מיקראָמאָלאַר. דער געפֿינס ווײַזט ווי אָפּגעהיט מע דאַרף זײַן: דאָס לינעאַרע פֿענצטער איז שמאָלער ווי די אינטויִציע גיט צו פֿאַרשטיין, אַזוי אַז מע דאַרף עס באַשטעטיקן אַנשטאָט עס אָנצונעמען.

ניוואָען, רעפּליקאַטן און סדר

אַ קורווע מיט דרײַ פּונקטן באַווײַזט גאָרנישט. די וואַלידאַציע־אנווײַזונגען אין ICH Q2(R2) פֿאָדערן כאָטש פֿינף קאָנצענטראַציעס צו אָפּשאַצן לינעאַריטעט, און זעקס ביז אַכט ניט־נול ניוואָען געבן אַ מער איבערצײַגנדיקע אַרבעטס־קורווע, בפֿרט לעבן דעם אויבערשטן עק וווּ אַגרעגאַציע הייבט זיך אָן. פֿאַרטיילט די ניוואָען אַזוי אַז זיי זאָלן דעקן די פּלאַנירטע פּראָבע־קייט, מיט מער פּונקטן וווּ קרימונג איז מסתּמא, ניט אין אַ געאָמעטרישער סעריע אויסגעקליבן נאָר צוליב באַקוועמלעכקייט.

מעסט יעדן ניוואָ אין צוויי אָדער דרײַ רעפּליקאַטן, צוגעגרייט אומאָפּהענגיק, אַנשטאָט דרײַ מאָל אויסצולייענען פֿון איין קאָלבע. אומאָפּהענגיקע רעפּליקאַטן אַנטפּלעקן צוגרייטונג־טעותן; איבערגעחזרטע אויסלייענונגען פֿון איין קאָלבע אַנטפּלעקן בלויז אינסטרומענט־ראַש. די גלאָבאַלע שטודיע פֿון 2020 האָט געמאָסטן יעדע לייזונג דרײַ מאָל, וואָס בלײַבט אַ גוטער סטאַנדאַרט־אויסגאַנג. ראַנדאָמיזירט דעם אויסלייענונג־סדר, אַזוי אַז דריפֿט, אַדסאָרפּציע אויף גלאָז אָדער אַ טעמפּעראַטור־ענדערונג זאָלן זיך ניט קענען פֿאַרשטעלן ווי קרימונג. אַ שטודיע מיט קוואַרץ־קיוועטן האָט געפֿונען אַז בערך 3 פּראָצענט פֿונעם פֿאַרבשטאָף פֿון אַ 34 מיקראָמאָלאַרער לייזונג איז אַדסאָרבירט געוואָרן אין 10 מינוט, דערפֿאַר האַלט די קאָנטאַקט־צײַט, קיוועטע, רייניקונג און ריי קאָנסיסטענט במשך דער גאַנצער מעסט־סעריע.

אילוסטראַטיווער אויסגערעכנטער בײַשפּיל (ניט געמאָסטענע דאַטן)

די ציפֿערן אונטן זענען אויסגעטראַכט צו ווײַזן דעם חשבון. זיי זענען ניט קיין לאַבאָראַטאָריע־מעסטונגען און טאָרן ניט ציטירט ווערן ווי מעטילען־בלוי־דאַטן. וואָס איז וויכטיק איז דער מוסטער פֿון די קאָנטראָלן אַרום זיי.

נעמט אָן זעקס סטאַנדאַרדן אין אַ צוגעפּאַסטן בופֿער, מיט אַ 1 cm וועג, אויסגעלייענט בײַ 665 nm קעגן דעם צוגעפּאַסטן בלאַנק:

אַ גלײַכליניקע צופּאַסונג פֿון דער דורכשניטלעכער אַבזאָרבאַנץ קעגן קאָנצענטראַציע גיט אַ שיפּוע לעבן 0.0805 אַבזאָרבאַנץ־איינסן פּער מיקראָמאָלאַר און אַן אַקס־אָפּשניט אין עטלעכע מיליאַבזאָרבאַנץ־איינסן פֿון נול. טיילן דעם שיפּוע דורך דער וועג־לענג פֿאַרוואַנדלט אים אין אַן אַפּאַרענטן אַבזאָרפּטיוויטעט: 0.0805 פּער מיקראָמאָלאַר איז גלײַך צו בערך 80,500 M-1 cm-1, אין איינקלאַנג מיט אַן אינטערוואַל אין וואַסער וווּ מאָנאָמערן דאָמינירן. די וויכטיקע קאָנטראָלן זענען ניט R אין קוואַדראַט, וואָס וועט ממילא אויסזען אויסגעצייכנט. זיי זענען דער כּמעט־נול אַקס־אָפּשניט, דאָס גלײַכע A610/A665־פֿאַרהעלטעניש פֿון S2 ביז S5, און רעזידוען צעוואָרפֿן אָן אַ טענדענץ. דאָס קליינע שטײַגן פֿונעם פֿאַרהעלטעניש בײַ S6 איז דער ערלעכער סיגנאַל אָדער אויסצולאָזן דעם ניוואָ, אָדער באַצייכענען 7 מיקראָמאָלאַר ווי די פּראָוויזאָרישע אויבערגרענעץ פֿאַר דער קאָמבינאַציע פֿון מאַטריץ און אינסטרומענט.

אַן אומבאַקאַנטע פּראָבע אויסגעלייענט בײַ 0.245 אונטער די זעלבע באַדינגונגען ווערט גלײַך איבערגערעכנט: 0.245 צעטיילט דורך 0.0805 פּער מיקראָמאָלאַר גיט בערך 3.0 מיקראָמאָלאַר, איידער מע רעכנט אַרײַן וועלכן עס איז צעפֿינערונג־פֿאַקטאָר פֿון דער פּראָבע. באַריכט דעם רעזולטאַט מיט זײַנע באַדינגונגען: כוואַליע־לענג, וועג, בלאַנק־מאַטריץ, קאַליבראַציע־אינטערוואַל און דאַטע.

אויספֿילבאַרער קאַליבראַציע־אַרבעטסבלאַט

קאָפּירט דעם מוסטער אין דעם לאַבאָראַטאָריע־רעקאָרד פֿאַר יעדער נײַער מאַטריץ. איין מאַטריץ, איין בלאַט, איין קורווע.

די ריי פֿאַר דער רעאַגענט־פֿאָרעם איז גאָר באַרעכטיקט. קאמערציעלער מעטילען־בלוי קען זײַן אַ וואַסערפֿרײַער זאַלץ אָדער אַ הידראַט ווי דער טריהידראַט, און אַ פֿאַלשע מאָלאַרע מאַסע פֿאַרקרימט אומבאַמערקט יעדע נאָמינאַלע קאָנצענטראַציע. ריינקייט־ און ספּעציפֿיקאַציע־קאָנטראָלן פֿונעם אויסגאַנג־מאַטעריאַל ווערן באַהאַנדלט אין דעם וועגווײַזער צו קוואַליטעט און קוואַליטעט־גראַדן.

באַשטעטיקט מיט אַן אומאָפּהענגיקן קאָנטראָל־סטאַנדאַרט

אַ קאַליבראַציע־קורווע זאָל קיינמאָל ניט אַליין אָפּשאַצן אירע אייגענע היימאַרבעטן. נאָך דער צופּאַסונג גרייט צו איין קאָנטראָל־סטאַנדאַרט פֿון אַ באַזונדער אָפּגעוואָגענער שטאַמלייזונג, בײַ אַ קאָנצענטראַציע לעבן דעם מיטן פֿונעם אָנגענומענעם אינטערוואַל, און לייענט אים אויס ווי אַן אומבאַקאַנטע פּראָבע. אַן איבעראיינשטימונג אין אַ גרענעץ פֿון עטלעכע פּראָצענט באַשטעטיקט די צוגרייטונג־קייט; אַ פֿעלער ווײַזט אויף דער שטאַמלייזונג אָדער די צעפֿינערונגען, אַנשטאָט אויפֿן אינסטרומענט. חזרט איבער דעם קאָנטראָל־סטאַנדאַרט מיט יעדער פּאַרטיע פּראָבן. אויב ער פֿאַררוקט זיך בשעת די קורווע בלײַבט אומגעענדערט, פֿאַרדעכטיקט די אַרבעטס־לייזונגען אָדער די קיוועטע איידער די פּראָבן. די איינציקע געוווינהייט כאַפּט רובֿ פֿון די שטילע טעותן: אַ הידראַט־מאָלאַרע מאַסע געניצט פֿאַר אַ וואַסערפֿרײַער פֿלאַש, אַ מיקראָפּיפּעטע אַרויס פֿון קאַליבראַציע, אַ בופֿער צוגעגרייט מיט דער פֿאַלשער יאָנישער שטאַרקייט. פֿאַרשרײַבט דעם ווידערגעפֿינס פֿונעם קאָנטראָל אויפֿן אַרבעטסבלאַט לעבן דעם שיפּוע, אַזוי אַז אַ שפּעטערדיקער לייענער זאָל זען אַז די ליניע איז קאָנטראָלירט געוואָרן, ניט בלויז געצייכנט.

אויסטײַטשן ניט־לינעאַריטעט ווי אַ דיאַגנאָז

ווען די קורווע בייגט זיך, ווײַזט די פֿאָרעם פֿונעם דורכפֿאַל אויף דער סיבה. אַ קרימונג אַראָפּ בײַ הויכער אַבזאָרבאַנץ, מיט אַן אומגעענדערטער ספּעקטראַלער פֿאָרעם, ווײַזט אויפֿן אינסטרומענט, אָפֿט אויף שטרײַ־ליכט וואָס מאַכט שטאַרקע אַבזאָרבאַנץ־ווערטן צו נידעריק. אַ קרימונג באַגלייט מיט אַ שטײַגנדיקער 610 nm אַקסל ווײַזט אויף דער כעמיע: דימערן און העכערע אַגרעגאַטן וואָס אַבזאָרבירן אַנדערש ווי מאָנאָמערן. אַ בלאַנק וואָס לאָזט זיך ניט שטעלן אויף נול, אָדער סטאַנדאַרדן וועמענס ווערטן פֿאַלן מיט דער צײַט, ווײַזן אויפֿן כלי: אַדסאָרפּציע אויף גלאָז אָדער קיוועטן, בפֿרט אויב די קאָנטאַקט־צײַטן האָבן זיך געביטן במשך דער מעסט־סעריע. און אַ ריינע ליניע דורך פּונקטן וואָס גיט נאָך אַלץ פֿאַלשע פּראָבע־רעזולטאַטן ווײַזט אויף דער מאַטריץ: די פּראָבן זענען אַנדערש פֿון די קאַליבראַציע־סטאַנדאַרדן, דערפֿאַר בויט די קורווע נײַ אין דער פּראָבע־מאַטריץ אָדער גייט איבער צו סטאַנדאַרט־צוגעבן. צייכנט אין יעדן פֿאַל די רעזידוען קעגן קאָנצענטראַציע. אַ צופֿעליקע צעוואָרפֿנקייט שטיצט דעם גלײַכליניקן מאָדעל; אַ מוסטער ווי אַ שמייכל אָדער אַ פֿאַרקרימט פּנים ווידערלעגט אים מער פֿאַרלאָזלעך ווי וועלכער עס איז שוועל פֿון R אין קוואַדראַט — אַ פּונקט וואָס די וואַלידאַציע־אנווײַזונגען שטיצן בפֿירוש.

מעטילען־בלוי באַלוינט אַזאַ דיסציפּלין. זײַן מאָנאָמער־באַנד איז שטאַרק, זײַן כעמיע איז גוט אויסגעפֿאָרשט, און זײַנע דורכפֿאַל־מינים מאַכן זיך באַמערקבאַר אינעם ספּעקטרום איידער זיי פֿאַרקרימען די ציפֿערן. בויט די קורווע אין אַ שמאָלער קייט, ניצט אַן ערלעכן בלאַנק, גרייט די רעפּליקאַטן צו אומאָפּהענגיק, און לאָזט די פֿאָרעם פֿון די ספּעקטרען מיטבאַשטימען די קייט. די ריזאַלטירנדיקע ליניע איז קורץ, אָבער יעדער פּונקט אויף איר איז אמת.

די אילוסטראַטיווע חשבונות אין דעם אַרטיקל ניצן אויסגעטראַכטע ציפֿערן צו דעמאָנסטרירן דעם מעטאָד. געמאָסטענע רעפֿערענץ־קאָעפֿיציענטן מיט פֿולע באַדינגונגען געפֿינען זיך אין דער פֿאַרלינקטער ספּעקטראַלער רעפֿערענץ, און די אונטערליגנדיקע אַגרעגאַציע־שטודיע איז אינדעקסירט בײַ PMID 33251415.